Розрахунок горіння мазуту

5. Розрахунок горіння мазуту

Склад вологого робочого палива за масою(%): – 86,5; – 10,5; – 0,3;

; всього 100%.

Коефіцієнт надлишку повітря при спалюванні мазуту за допомогою форсунки низького тиску приймаємо α = 1,2. Вологовміст атмосферного повітря при

і ; на 1 кг сухого повітря.

Кількість теплоти, яка виділяється при повному згоранні 1 кг маси мазуту, може бути знайдена по формулі Д. І. Менделєєва:

=

Визначаємо теоретичну необхідну кількість сухого повітря для повного спалювання 1 кг мазуту:

Кількість атмосферного повітря при його вологовмісті на 1 кг сухого повітря складає:

Дійсна кількість повітря при коефіцієнті надлишку α = 1.2:

- сухого

- атмосферного

Кількість і об’ємний склад продуктів повного горіння при α = 1,2 знаходимо по формулах:

(в сумі

Загальна об’ємна кількість продуктів горіння при α = 1,2 на складе:

Розраховуємо склад продуктів горіння при α = 1,2(%):

Вологовміст продуктів згорання визначаємо по формулі:

г на 1 кг сухих газів.

Ентальпія димових газів на 1 кг сухих газів визначається по формулі:

де = 0,9 – к.к.д. топки (довідкові дані);

- кількість теплоти, яка вноситься 1 кг палива, кДж/кг

();

– ентальпія атмосферного повітря, дорівнює 38 кДж на 1кг сухого повітря;

– 0.861 на 1 кг сухого повітря питомий об’єм вологого повітря при B = 99.4 кПа (довідкові дані);

= 12.76 /кг – дійсна кількість вологого повітря:

кДж на 1 кг сухих газів.

По I-d-діаграмі знаходимо дійсну температуру горіння мазуту при α = 1.2; .

6. Графічні розрахунки процесів сушіння в I-d-діаграмі

Розраховуємо початкові параметри теплоносія. Температура газів при вході в барабан Для здобуття такої температури топкові димові гази розбавляємо атмосферним повітрям. Прийнявши к.к.д. топки , визначаємо кількість повітря х, необхідного для змішування з димовими газами. Для цього складаємо рівняння теплового балансу топки і камери змішування на 1 кг спалювання палива:

,

де – ентальпія повітря, яке надходить для змішування, при температурі 20:

кДж/,

де – ентальпія димових газів при;

кДж/ (довідкові дані);

– ентальпія повітря при температурі 800, кДж/.

Тоді:

на 1 кг палива.

Загальна кількість повітря , необхідна для горіння 1 кг палива і розбавлення димових газів до заданої температури складе:

Загальний коефіцієнт надлишку повітря рівний:

Визначаємо вологовміст розбавлених димових газів по формулі:

де , – об’єми окремих складових продуктів горіння при

Розраховуємо об’єми складових продуктів горіння:

Таким чином:

г на 1 кг сухих газів.

Виробляємо побудову теоретичного процесу сушіння на діаграмі Рамзіна. Крапка К характеризується параметрами кДж на 1кг сухих газів і г на 1 кг сухих газів, а крапка A параметрами оточуючого повітря г на 1 кг сухого повітря).

По відомих початкових параметрах сушильного агента( і г на 1 кг сухих газів) знаходимо крапку B – початок теоретичного процесу сушіння. Ця крапка характеризує параметри сушильного агента(суміш продуктів згорання палива з повітрям), який надходить в сушильний барабан. Співвідношення між топковими газами (к. К) і повітрям (к. А) при змішуванні їх до заданих параметрів (к. В) визначається залежність:

,

- кількість сухого повітря, необхідного для отримання суміші з температурою :

Від к.В проводимо лінію до пересічення з ізотермою і визначаємо положення кінцевої точки процесу . Теоретичний процес сушіння на I-d-діаграмі зобразиться лінією Параметрами крапки на 1 кг сухих газів є: постійна ентальпія кДж і вологовміст

Витрата сухих газів по масі при теоретичному процесі сушіння:

кг/год.

Побудова дійсного процесу в реальній сушарці зводиться до визначення напряму лінії сушіння, для чого знаходимо питому кількість теплоти, віддану в довкілля поверхнею сушарного барабану і на нагрів матеріалу тобто

кДж/год.

Кількість теплоти на нагрів матеріалу складає кДж/год.

Кількість теплоти втраченою сушаркою в довкілля, визначається по формулі:

де – коефіцієнт тепловіддачі від газів до внутрішньої поверхні сушарного барабану, дорівнює 150 Вт/();

– товщина стінки барабану, дорівнює 14 мм;

– товщина теплоізоляції барабану, дорівнює 40 мм ( діатомітова засипка);

– теплопровідність відповідно сталевої стінки

Вт/() і діатомітової засипки Вт() барабану;

– коефіцієнт тепловіддачі від наружної поверхності теплоізоляції в довкілля,

який зазвичай приймається 12…15 Вт/();

– площа бічної поверхні сушарного барабану:

де – різниця температур газів робочого простору барабану і

навколишнього повітря, :

де – середня температура матеріала в барабані:

Отже:

Підставляючи числові значення у формулу (1), отримуємо:

Потім підсумовуючи числові значення , отримуємо:

Так як частина теплоти втрачається то ентальпія в кінці процесу буде менше ентальпії газів на початку процесу сушіння, тобто .

Знаходимо величину зменшення ентальпії димових газів:

на 1 кг сухих газів

Відкладаємо на I-d-діаграмі значення на 1 кг сухих газів від крапки

вертикално вниз і отримуємо крапку D, котру з’єднуємо з к. В. Лінія BD показує напрямок лінії дійсного процесу сушіння з врахуванням теплових втрат. Лінія пересічення променя дійсного процесу сушіння з лінією дає к. С – кінця процесу сушіння. При заданій кінцевій температурі процесу весь процес в дійсності сушарці виразиться лінією BC. Отже, процес піде по крутішій лінії, і кінцева крапка переміститься по вертикалі вниз від к. C до к. D на величину рівну втраті теплоти, віднесеної до 1кг сухого газу, який проходить через сушарку. При тому ентальпія зменшується при постійному вологовмісті, оскільки втрати теплоти знижують температуру газів. Визначаємо на I-d-діаграмі кінцевий вологовміст газів для к. С: на 1 кг сухих газів. Дійсна витрата газів по масі на сушіння складе:

Визначаємо кількість теплоти на сушіння по формулі:

де = 880 кДж на 1 кг сухих газів ентальпія суміші газів з повітрям без врахування ентальпії водяної пари продуктів горіння палива або на I-d-діаграмі для к. B’’ як для повітря при на 1 кг сухого повітря.

Тоді:

кДж/год.

Прийнявши к.к.д топки визначаємо кількість теплоти, яка підводиться в топку:

або теплова потужність топки:

Витрата палива по масі складає: